1、2022-2-1512022-2-152第一章第一章 概論概論第二章第二章 工廠電力負荷及其計算工廠電力負荷及其計算第三章第三章 短路電流及其計算短路電流及其計算第第四章章 工廠變配電所及一次系統工廠變配電所及一次系統第五章第五章 工廠電力線路工廠電力線路第六章第六章 工廠供電系統的過電流保護工廠供電系統的過電流保護第七章第七章 供配電系統二次回路供配電系統二次回路第八章第八章 防雷接地與電氣安全防雷接地與電氣安全2022-2-153工廠供電工廠供電本課程是本課程是：電氣自動化專業的主干專業課。學習本課程的任務是學習本課程的任務是:掌握中小型工廠變、配、供電系統的基本理論知識及高壓電氣設備結構

2、、原理和性能，學習電氣主接線、廠用電接線的形式、特點和設計方法，學習二次繼電保護動作電流、動作時間的整定及線路過電流保護等知識。使學生深入了解一次系統和二次系統的功能和作用，具備供配電線路運行、維護的能力，為學習后續專業課、強化職業技能、增強工作能力打下堅實的基礎。2022-2-154項目一：項目一：基本知識基本知識工廠供電的意義、要求及課程任務工廠供電的意義、要求及課程任務發電廠及自備用電源發電廠及自備用電源電力系統的電壓與電能質量電力系統的電壓與電能質量電力系統中性點的運行方式及低壓配電系統電力系統中性點的運行方式及低壓配電系統接地型式接地型式項目二：項目二：供配電系統計算供配電系統計算三

3、相用電設備組計算負荷的確定三相用電設備組計算負荷的確定電路電流和短路容量的計算電路電流和短路容量的計算2022-2-155項目三：項目三：一次主系統一次主系統各種電氣設備及設備安裝各種電氣設備及設備安裝變配電所所址的選擇變配電所所址的選擇變配電所的主接線圖變配電所的主接線圖電力線路包括：架空線路、力線路包括：架空線路、電纜線路、車間線路電纜線路、車間線路項目四：項目四：二次系統二次系統過電流保護過電流保護二次儀表及控制、信號回路二次儀表及控制、信號回路二次接線和接線圖二次接線和接線圖2022-2-156項目五：項目五：安全安全電流對人體的作用電流對人體的作用觸電急救觸電急救過電壓與防雷過電壓與

4、防雷電氣裝置的接地電氣裝置的接地2022-2-157項目一：項目一： 概論概論知識點知識點：了解工廠供電系統的組成，了解工廠供電系統的組成，掌握工廠供電的基本要求，掌握工廠供電的基本要求，掌握電力系統中性點的運行方式及掌握電力系統中性點的運行方式及高低壓配電系統的接地型式高低壓配電系統的接地型式。2022-2-158之一：之一： 工廠供電的意義、要求及課程任務工廠供電的意義、要求及課程任務工廠供電工廠供電電能的電能的供應供應電能的電能的分配分配電能的重要性電能的重要性生產自動化后增加產量生產自動化后增加產量提高產品的質量提高產品的質量減輕勞動強度減輕勞動強度2022-2-159突然中斷供電突然

5、中斷供電對工業生產將造成嚴重后果對工業生產將造成嚴重后果!如如:某些對供電可靠性要求很高的工廠某些對供電可靠性要求很高的工廠,即使是極短時間的停電即使是極短時間的停電,也會引起重大設備也會引起重大設備損壞損壞,或引起大量產品報廢或引起大量產品報廢,甚至可能發生甚至可能發生重大的人身事故重大的人身事故,給國家和人民帶來經濟上給國家和人民帶來經濟上甚至政治上的重大損失甚至政治上的重大損失.2022-2-1510突然中斷供電！2022-2-1511停電！2022-2-1512對工廠供電的基本要求對工廠供電的基本要求安全安全可靠可靠優質優質經濟經濟2022-2-1513一、工廠供電系統概況一、工廠供電

6、系統概況 中小型工廠的電源進線 電壓是610kV。電能先從高壓配電所集中，再由高壓配電線路將電能分送到各車間變電所或由高壓配電線路直接供給高壓用電設備。一根線表示三相線路一根線表示三相線路第第2節節 工廠供電系統及發電廠、電力系統與工廠供電系統及發電廠、電力系統與工廠的自備用電源工廠的自備用電源2022-2-15142、中型工廠供電系統的平面布線示意圖、中型工廠供電系統的平面布線示意圖2022-2-15153、大型工廠總降壓變電所、大型工廠總降壓變電所電源進線35KV及以上,經過兩次降壓，也就是經總降壓變電所，將35kV及以上電壓降為610KV的電壓，然后車間變電所降為一般低壓用電設備所需的電

7、壓。 2022-2-15164、高壓深入負荷中心的供電系統、高壓深入負荷中心的供電系統高壓深入負荷中心的直配方式，可以省去一級中間變壓，簡化了供電系統接線，節約投資和有色金屬，降低了電能損耗和電壓損耗，提高了供電質量。然而這要根據廠區的環境條件是否滿足35kV架空線路深入負荷中心的“安全安全走廊走廊”要求而定，否則不宜采用。 2022-2-15175、只設一個降壓變電所的供電系統、只設一個降壓變電所的供電系統對于小型工廠，由于所需容量一般不大于1000kVA或稍多一些，如果工廠所需容量不大于160kVA時，一般直接由公共低壓電網供電。 經過分析可知：配電所的任務是接受電能和分配電能，配電所的任

8、務是接受電能和分配電能，不改變電壓；而變電所的任務是接受電能、變換電壓不改變電壓；而變電所的任務是接受電能、變換電壓和分配電能。和分配電能。 2022-2-1518二、發電廠和電力系統簡介二、發電廠和電力系統簡介 由于電能的生產、輸送、分配和使用是同步實現的，因此需要對發電廠有些了解。 發電廠又稱發電站，是將自然界的各種一次能源轉換為電能的工廠。2022-2-1519火力發電廠（一）發電廠（一）發電廠2022-2-1520水力發電廠2022-2-1521核電站2022-2-1522風力發電2022-2-1523（二）電力系統（二）電力系統將一次能源轉換成二次能源系統電能轉換電能傳輸電能分配電能

9、利用發電變電輸電變配電用電2022-2-1524 送電過程：送電過程：發電機發電機升壓升壓高壓輸電線路高壓輸電線路降壓降壓配電配電.2022-2-1525 電力系統電力系統：由各級電壓的電力線路將發電廠、變電所和電力用戶聯系起來的一個發電、輸電、變電、配電和用電的整體。 電網電網：電力系統中各級電壓的電力線路及其聯系的變電所，稱為電力網或電網。電網以電壓等級來區分，例如l0kV電網。2022-2-15262022-2-1527三、工廠自備電源三、工廠自備電源 對于工廠的重要負荷，一般要求在正常供電電源之外，設置應急自備電源。 (一)柴油發電機組自備電源：操作簡便、起動迅速、效率較高。 (二)交

10、流不停電電源（UPS）： 如圖所示，由整流器(UR)、逆變器(uV)和蓄電池組(GB)等三部分組成。2022-2-1528第第3節節 電力系統的電壓與電能質量電力系統的電壓與電能質量一一、概述、概述電力系統中的所有設備，都是在一定的電壓和頻電力系統中的所有設備，都是在一定的電壓和頻率下工作的。率下工作的。*電壓和頻率是衡量電能質量的兩個基本參數。電壓和頻率是衡量電能質量的兩個基本參數。 一般交流電力設備的額定頻率為一般交流電力設備的額定頻率為50Hz，工頻的，工頻的額定偏差一般不得超過額定偏差一般不得超過0.5Hz。頻率的調整主。頻率的調整主要依靠發電廠來調節發電機的轉速。要依靠發電廠來調節發

11、電機的轉速。*對于工廠供電系統來說，提高電能質量主要是對于工廠供電系統來說，提高電能質量主要是提高電壓的質量。提高電壓的質量。*電壓偏差是指電氣設備的端電壓與額定電壓之電壓偏差是指電氣設備的端電壓與額定電壓之差，通常以額定電壓的百分值來表示。差，通常以額定電壓的百分值來表示。*電壓波動是指電網電壓有效值的快速變動。電壓波動是指電網電壓有效值的快速變動。2022-2-1529二、三相交流電網和電力設備的額定電壓二、三相交流電網和電力設備的額定電壓 （一）電網（線路）的額定電壓分 電網和用電設備 發電機 電力變壓器額定電kV類 額定電壓kV 額定電壓kV 一次繞組 二次繞組低 0.38 O.40

12、0.38 0.40壓 0.66 O.69 0.66 0.69 3 3.15 3,3.15 3.15,3.3 6 6.3 6,6.3 6.3,6.6 10 10.5 10,10.5 10.5,11高 13.8,15.75,18， 20,22,24,26 13.8,15.75,18， 20,22,24,26 35 35 38.5壓 66 66 72.5 110 110 121 220 220 242 330 330 363 500 500 5502022-2-1530（二）用電設備的額定電壓（二）用電設備的額定電壓 用電設備的額定電壓規定: 與供電電網的額定電壓相同。2022-2-1531（三）發

13、電機的額定電壓（三）發電機的額定電壓 發電機的額定電壓一般比同級電網的額定電壓高出5%，用于補償線路上的電壓損失。 (四)電力變壓器的額定電壓1.變壓器一次繞組的額定電壓分兩種情況： 當變壓器直接與發電機相連時，高于電網額定電壓5% 當變壓器直接與線路相連時，與供電線路電壓相同。變壓器T1的一次繞組與發電機直接相連，所以其一次繞組的額定電壓取發電機的額定電壓2022-2-15322.變壓器二次側額定電壓變壓器二次側額定電壓分兩種情況： 變壓器二次側供電線路較長，高于供電線路額定電壓10%。 變壓器二次側供電線路較短，或低壓線路時，高于供電電網額定電壓5%。當變壓器供電距離較短時，可以不考慮線路

14、上的電壓損失，只需要補償滿載時變壓器繞組上的電壓損失即可。2022-2-1533(五五) 電壓高低的劃分電壓高低的劃分 電力系統電壓高低的劃分,因著眼點不同而有不同的劃分方法.1.根據電業安全工作規程規定：低壓低壓指設備對地電壓在指設備對地電壓在250V及以下者；及以下者；高壓高壓指設備對地電壓在指設備對地電壓在250V以上者以上者。以上劃分是從人身安全方面著眼的。2. 根據我國的一些設計、制造和安裝設計、制造和安裝規程通常是以1000V為界限來劃分電壓高低壓。一般規定：低壓低壓指額定電壓在指額定電壓在1000V（或（或1200V）以下者）以下者高壓高壓指額定電壓在指額定電壓在1000V（或（

15、或1200V）以上者。）以上者。2022-2-1534三、電壓偏差與電壓調整三、電壓偏差與電壓調整（一）電壓偏差的有關概念電壓偏差的含義：電壓偏差是指給定瞬間設備的端電壓端電壓 U與設備額與設備額定電壓定電壓UN 之差對額定電壓之差對額定電壓UN 的百分比的百分比，即：%100%NNUUUU2022-2-1535為了滿足用電設備對電壓偏差的要求，供電系統必須采取相應的電壓調整電壓調整措施:調壓型變壓器、減少系統阻抗、改變系統運調壓型變壓器、減少系統阻抗、改變系統運行方式、三相負荷均衡、無功功率補償。行方式、三相負荷均衡、無功功率補償。 （二）電壓調整的措施（二）電壓調整的措施2022-2-15

16、36四、電壓波動四、電壓波動（一）電壓波動的有關概念（一）電壓波動的有關概念1.電壓波動與閃變電壓波動與閃變電壓波動是指電網電壓有效值(方均根值)的連續快速變動，2.電壓波動電壓波動的產生與危害產生產生：負荷劇烈變化引起沖擊負荷負荷劇烈變化引起沖擊負荷。如電機起動、電焊機、電弧爐、軋鋼機。危害危害：使得設備無法正常工作。：使得設備無法正常工作。2022-2-1537六、工廠供配電電壓的選擇六、工廠供配電電壓的選擇(一一)工廠供電電壓的選擇工廠供電電壓的選擇主要取決于當地電網的供電電壓等級當地電網的供電電壓等級，同時要考慮工廠用電設備的電壓、容量和用電設備的電壓、容量和供電距離供電距離等因素。在

17、同一輸輸送功率和輸送距離條件下，供電電壓越高，線路電流越小，使線路導線或電纜截面越小，可減少線路的初投資和有色金屬消耗量。2022-2-1538低壓低壓 ： 單相 220V 三相 380V高壓：有10KV、35（66）KV、110KV、220KV。除發電廠直配電壓可采用3KV或6KV外，其他等級的電壓應逐步過渡到上述額定電壓。如果用戶需要的電壓等級不在上列范圍時，應自行采用變壓措施解決。用戶需要的電壓等級在110KV及以上時，其受電裝置應作為終端變電所設計，其方案需經省電網經營企業審批。2022-2-1539（二）工廠高壓配電電壓的選擇二）工廠高壓配電電壓的選擇采用的高壓配電電壓通常為10KV

18、。如果工廠擁有相當數量的6KV用電設備，則可考慮采用6KV 作為工廠的高壓配電電壓。如果當地電網供電電壓為35KV，而廠區環境條件又允許采用35KV架空線路和較經濟的35KV 電氣設備時，則可考慮采用35KV作為高壓配電電壓深入負荷中心的直配方式。2022-2-1540工廠的低壓配電電壓一般采用220/380V。其中：線電壓380V，接三相動力設備及額定電壓為380V的單相用電設備。相電壓220V接額定電壓為220V的照明燈具和其他單相用電設備。某些特殊場合宜采用660V甚至甚至1140V作為低壓配電電壓。比如，礦井下，因負荷離變配電所較遠，線路損耗較大。（三）工廠低壓配電電壓的選擇（三）工廠

19、低壓配電電壓的選擇2022-2-1541之四：之四： 電力系統中性點運行方式電力系統中性點運行方式及低壓配電系統接地型式及低壓配電系統接地型式一、電力系統的中性點運行方式一、電力系統的中性點運行方式在三相交流電力系統中，作為供電電源的在三相交流電力系統中，作為供電電源的發電機和變壓器的中性點有三種運行方發電機和變壓器的中性點有三種運行方式：式：中性點直接接地中性點不接地中性點經消弧線圈接地2022-2-1542（一）中性點不接地方式（一）中性點不接地方式350)35(cabohNCllUI單相接地電流經驗公式：2022-2-15432022-2-1544（二）中性點經消弧線圈接地（二）中性點經

20、消弧線圈接地 正常運行：三相電壓、電流對稱消弧線圈消弧線圈單相接地：另兩相對地電壓升高為原來的根號單相接地：另兩相對地電壓升高為原來的根號3倍，倍，減小了接地電流。減小了接地電流。在單相接地電容電流大于一定值的電力系統中，在單相接地電容電流大于一定值的電力系統中，電源中性點必須采取電源中性點必須采取經消弧線圈接地的運行方式。經消弧線圈接地的運行方式。2022-2-1545 消弧線圈對電容電流的補償有三種方式： （1）全補償； （2）欠補償； （3）過補償。Why?在電力系統中一般不采用完全補償的方式，而采用過補償運行方式2022-2-1546（三）中性點直接接地或低阻接地的電力系統（三）中性點直接接地或低阻接地的電力系統 正常運行：三相電壓、電流對稱 單相接地：另外兩相對地電壓不變，單相接地后即通過接地中性點形成單相短路。單相短路電流比線路的正常負荷電流大得多，因此，系統發生單相短路時保護裝置應動作于跳閘，切除短路故障。2022-2-1547二、低壓配電系統的接地型式二、低壓配電系統的接地型式 我國220/380V低壓配電系統，廣泛采用中性點直接接地的運行方式，而且引出有中性線（N），保護線（PE）或保護中性線（PEN）。 中性線（中性線（N）的功能）的功能：一是用來接用額定電壓為系統相電壓的單相用電設備；二是用來傳導三